Sol-Gel법에 의한 LiCoO_(2) 박막의 합성과 전기화학적 특성에 관한 연구 (A) Study on the synthesis and electrochemical characteristics of thin film LiCoO_(2) prepared by Sol-Gel process원문보기
오늘날 LiCoO2는 박막 전지의 양극재료로써 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 졸-겔 스핀코팅과 합성 공정에 의해서 금박 지지체 위에 LiCoO2 박막을 성공적으로 합성하였다. 합성된 박막의 구조는 X-ray diffraction, Raman Spectroscopy를 이용하여 분석하였다. 박막의 입자 형태와 표면 roughness는 Scaning electron microscope, ...
오늘날 LiCoO2는 박막 전지의 양극재료로써 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 졸-겔 스핀코팅과 합성 공정에 의해서 금박 지지체 위에 LiCoO2 박막을 성공적으로 합성하였다. 합성된 박막의 구조는 X-ray diffraction, Raman Spectroscopy를 이용하여 분석하였다. 박막의 입자 형태와 표면 roughness는 Scaning electron microscope, Atomic Force Microscope System에 의해 관찰하였다. 그리고 전기화학적 특성분석을 위하여 galvanostatic법으로 충·방전 실험을 하였다. 박막의 구조와 입자형태, 표면 roughness, 초기 방전 용량은 합성 온도와 시간의 함수로써 조사하였다. 또한 박막의 사이클 특성도 측정하였다. X-ray diffraction, Raman Spectroscopy의 결과로부터, 750℃와 550℃에서 합성된 박막은 각각 층상 암염 형 구조와 스피넬구조로 이루어짐을 확인할 수 있으며, 650℃에서 합성된 박막은 층상 암염 형 구조와 스피넬 구조가 혼합되어져 있는 것으로 확인되었다. 그리고 750℃에서 10분 동안 합성된 박막이 다른 어떤 온도에서 합성된 박막보다 작은 약 100㎚ 입자 크기를 가지는 것으로 확인되었다. 750℃에서 다양한 시간에서 합성된 박막의 RMS roughness는 750℃에서 10, 30분 동안 합성된 박막은 거의 비슷한 값을 가졌지만, 합성시간이 120 분으로 증가 했을 때 상당한 표면 roughness 증가가 관찰되었다. 최적에 합성조건은 750℃에서 10분 동안 합성된 박막으로 나타났다. 이런 최적의 합성조건에서 합성된 박막은 높은 방전 용량뿐만 아니라 좋은 cycle - ability와 rate capability를 보였다. 100번의 충·방전 후의 사이클 당 용량 감소의 비율은 약 3%였다.
오늘날 LiCoO2는 박막 전지의 양극재료로써 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 졸-겔 스핀코팅과 합성 공정에 의해서 금박 지지체 위에 LiCoO2 박막을 성공적으로 합성하였다. 합성된 박막의 구조는 X-ray diffraction, Raman Spectroscopy를 이용하여 분석하였다. 박막의 입자 형태와 표면 roughness는 Scaning electron microscope, Atomic Force Microscope System에 의해 관찰하였다. 그리고 전기화학적 특성분석을 위하여 galvanostatic법으로 충·방전 실험을 하였다. 박막의 구조와 입자형태, 표면 roughness, 초기 방전 용량은 합성 온도와 시간의 함수로써 조사하였다. 또한 박막의 사이클 특성도 측정하였다. X-ray diffraction, Raman Spectroscopy의 결과로부터, 750℃와 550℃에서 합성된 박막은 각각 층상 암염 형 구조와 스피넬구조로 이루어짐을 확인할 수 있으며, 650℃에서 합성된 박막은 층상 암염 형 구조와 스피넬 구조가 혼합되어져 있는 것으로 확인되었다. 그리고 750℃에서 10분 동안 합성된 박막이 다른 어떤 온도에서 합성된 박막보다 작은 약 100㎚ 입자 크기를 가지는 것으로 확인되었다. 750℃에서 다양한 시간에서 합성된 박막의 RMS roughness는 750℃에서 10, 30분 동안 합성된 박막은 거의 비슷한 값을 가졌지만, 합성시간이 120 분으로 증가 했을 때 상당한 표면 roughness 증가가 관찰되었다. 최적에 합성조건은 750℃에서 10분 동안 합성된 박막으로 나타났다. 이런 최적의 합성조건에서 합성된 박막은 높은 방전 용량뿐만 아니라 좋은 cycle - ability와 rate capability를 보였다. 100번의 충·방전 후의 사이클 당 용량 감소의 비율은 약 3%였다.
LiCoO2 thin film have received attention as cathodes of thin-film microbatteries in these days. In this study, LiCoO2 thin films were successfully synthesized on Au substrates by sol-gel spin coating method and an annealing process. Their structures were studied using X-ray diffraction and Raman Spe...
LiCoO2 thin film have received attention as cathodes of thin-film microbatteries in these days. In this study, LiCoO2 thin films were successfully synthesized on Au substrates by sol-gel spin coating method and an annealing process. Their structures were studied using X-ray diffraction and Raman Spectroscopy. The particle morphologies and surface roughness of these thin films were observed by Scanning electron microscope and Atomic Force Microscope System. The electrochemical properties were characterized using galvanostatic cycling. The structures, morphologies, surface roughness and the first discharge specific capacity of thin films were investigated as a function of annealing temperature and time. The cycling properties of the thin films were also examined. From X-ray diffraction, Raman Spectroscopy, as-grown films are presumed to be a single phase of the layered-Rock-salt and spinel structure for the films annealed at 750℃ and below 550℃ , respectively. The 650℃ annealed films were confirmed to be the mixed structure of the two structures. The film which annealed at 750℃ for 10min showed smaller particle size about 100 nm than different temperatures. The RMS(root-mean-squre) roughness of the films which annealed at 750℃ had similar values for 10 and 30 min at 750℃. When the annealing time was increased to 120 min, however, significant surface roughness increase was observed. The optimal annealing temperature and time are 750℃ and 10 min. The thin films synthesized at the optimal conditions showed good cycle-ability and rate capability as well as high discharge capacity. The capacity loss per cycle is about 3% after being cycled 100 times.
LiCoO2 thin film have received attention as cathodes of thin-film microbatteries in these days. In this study, LiCoO2 thin films were successfully synthesized on Au substrates by sol-gel spin coating method and an annealing process. Their structures were studied using X-ray diffraction and Raman Spectroscopy. The particle morphologies and surface roughness of these thin films were observed by Scanning electron microscope and Atomic Force Microscope System. The electrochemical properties were characterized using galvanostatic cycling. The structures, morphologies, surface roughness and the first discharge specific capacity of thin films were investigated as a function of annealing temperature and time. The cycling properties of the thin films were also examined. From X-ray diffraction, Raman Spectroscopy, as-grown films are presumed to be a single phase of the layered-Rock-salt and spinel structure for the films annealed at 750℃ and below 550℃ , respectively. The 650℃ annealed films were confirmed to be the mixed structure of the two structures. The film which annealed at 750℃ for 10min showed smaller particle size about 100 nm than different temperatures. The RMS(root-mean-squre) roughness of the films which annealed at 750℃ had similar values for 10 and 30 min at 750℃. When the annealing time was increased to 120 min, however, significant surface roughness increase was observed. The optimal annealing temperature and time are 750℃ and 10 min. The thin films synthesized at the optimal conditions showed good cycle-ability and rate capability as well as high discharge capacity. The capacity loss per cycle is about 3% after being cycled 100 times.
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